توجه به پیچیدگی‌ها:

درست است که مدلسازی راهی برای غلبه بر پیچیدگی‌هاست اما نباید ابزاری برای فراموشی آن‌ها باشد؛ در صوت3 از «شار» (v0) واکنش‌ صحبت کردیم و به گونه‌ای از آن یاد کردیم که انگار پدیده‌ای شبیه بخش (A) است، یعنی همان چیزی که کمابیش اغلب در ذهن می‌آید اما بخش (B) به ما یادآوری می‌کند که واقعیت رخ داده در «یک واکنش» می‌تواند بسیار پیچیده‌تر ، یعنی متناظر با «شارها» (v1-v4) باشد. پس دانشمندانی که به سمت مدل‌های بر پایه‌ی قیود (constraint-based) حرکت کرده‌اند، متوجه سختی‌های مدل‌سازی جزء به جزء (مبتنی بر کینتیک واکنش‌ها) بوده‌اند، لذا رویکردشان قرار دادن قیود (مرز بالا و مرز پایین) برای هر شار بوده است نه تعیین دقیق آن . Upper and lower bound را در سایتی که معرفی شد می‌توانید ببینید و خودتان تغییر دهید.
(چون مقادیر کینتیکی برای تمام آنزیم‌ها در دسترس نیست و اگر هست در in vitro اندازه‌گیری شده، و نه in vivo (=درون‌تنی) که مدلینگ قرار است آن را تقلید کند) . ( تصویر از کتاب پالسون - فصل17 - تصویر11) .


╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

کنفرانس : مبحثی در زیست‌شناسی سامانه‌ها: مدل‌سازی متابولیک و کاربرد هوش مصنوعی در آن

با حضور : جناب آقای کاووسی

بخش ششم : باید دریافتی از ریاضیات پشت یک مدل متابولیک داشته‌ باشیم . در این ویدئو که با کمک یک منبع به روز (۲۰۲۴) ساخته شده است، ساخت یک مدل متابولیک با مقیاس کوچک و فرموله کردن و حل یک مسئله آنالیز تعادل شار (FBA) بررسی‌شده است. می‌تواند ورودیه‌‌ خوبی باشد.(نسخه صوتی به کار نمی‌آید، فقط باید دیده شود بلکه پسندیده شود).

«فایل صوتی»

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

کنفرانس : مبحثی در زیست‌شناسی سامانه‌ها: مدل‌سازی متابولیک و کاربرد هوش مصنوعی در آن

با حضور : جناب آقای کاووسی

بخش هفتم : حالا که تا اینجا آمدیم، بد نیست که را یک کد ساده پایتون را برای مسئله‌ی بهینه‌سازی حل شده در ویدئوی قبلی اجرا کنیم. اینطور هم می‌بینیم که جواب دستی و مبتنی بر کد فرقی ندارند، و هم پیوستگی مدل‌سازی ، ریاضیات و کد نویسی برایمان ملموس‌تر می‌شود.

«فایل صوتی»
╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

در زندگی هدف باید داشت ! :
درآمدی بر تابع هدف :

آنالیز شبکه‌ی بازسازی شده می‌تواند به چشم یک مسئله‌ی ورودی-خروجی (input-output problem) نگریسته شود. اما در این مسئله چه چیز باید بهینه (=کمینه یا بیشینه) شود؟ بایستی یک تابع هدف objective function داشته باشیم.
با توجه به هدف پروژه توابع هدف مختلفی می‌توان تعریف کرد. مثلا در دو ویدئو قبل بخش شش و هفت ، تابع هدف شار یک واکنش خاص بود . اما در حالت پیش‌فرض سایت Escer FBA تابع هدف زیست توده (Biomass Objective Function) یا به اختصار (BOF) است، هر چند میتوانیم تغییرش دهیم. BOF در این حالت اخیر رشد موجود را شبیه‌سازی می‌کند. ««مقادیر نسبی»» دوازده پیش‌ساز (precursor) مورد نیاز با توجه به داده‌های «آزمایشگاهی تجزیه‌ی زیست‌توده» در اختیار است، بنابراین این پیش‌سازها بایستی با نسبت‌های تعیین شده تولید شوند. همچنین کوفاکتورها و نیازهای نگهداری (maintenance requirement) سیستم زنده باید تامین شود. (شکل 3-21 از کتاب پالسون).


╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

از برقراری ارتباط بین ژنوتیپ و فنوتیپ گفتیم و همچنین از حالت‌های کارکردی؛ اینجا سعی می‌کنیم این دو را پیوند دهیم:

یک ویژگی بنیادی شبکه‌های بیوشیمیایی داشتن «حالت‌هایِ کارکردیِ ممکنِ بسیار» (many possible functional state) است که منجر به این واقعیت می‌شود که «یک شبکه‌ی مشخص» می‌تواند «رفتارهای فنوتیپی بسیاری» داشته باشد؛ اما «نمی‌تواند» همه را با هم استفاده کند (یا داشته باشد!). یک مثال در این تصویر مشاهده می‌شود؛ دو مسیر بیوشیمیایی متفاوت برای اکسیداسیون کامل «فسفوانول پیروات» (PEP) به همراه استوکیومتری کلی آن‌ها نمایش داده شده است. یک مسیر از طریق چرخه‌ی تری کربوکسیلیک اسید (TCA) (بخش A)و مسیر دیگر از طریق چرخه‌ی PEP-گلی‌اگزیلات (بخش B) انجام می‌شود. ( عکس و متن صفحه 270 کتاب پالسون).

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

کنفرانس : مبحثی در زیست‌شناسی سامانه‌ها: مدل‌سازی متابولیک و کاربرد هوش مصنوعی در آن

با حضور : جناب آقای کاووسی

بخش هشتم : طراحی یک رژیم غذایی در ابزاری آنلاین و درک تاثیر رژیم غذایی بر روی fluxome یک شبکه‌ی متابولیک. همچنین ژنوم افراد می‌تواند به عنوان عامل تاثیرگذار دیگر بر روی فلاکسوم باشد. آیا از فلاکسوم یک شبکه متابولیک نمی‌توان به عنوان یک نشانگر برای تحلیل یک داروی خاص بر روی یک فرد مشخص و همچنین برای تشخیص بیماری‌ها استفاده کرد؟
برای طراحی رژیم غذایی :
vmh.life
برای دیدن عظمت یک شبکه‌ی بیوشیمیایی:

https://metabolicatlas.org/

از هر دو در ویدئو استفاده شده است.

«فایل صوتی»

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

کنفرانس : مبحثی در زیست‌شناسی سامانه‌ها: مدل‌سازی متابولیک و کاربرد هوش مصنوعی در آن

با حضور : جناب آقای کاووسی

بخش نهم : مدل‌های متابولیک در مقیاس ژنوم (genome-scale) هر چند تمامی اطلاعات ژنومی فرد را دارند، اما چندان کاربردی نیستند!
چرا؟
چون در اجزای مختلف بدن فرد تمام ژن‌ها فعال نیستند، بلکه زیر‌مجموعه‌ی(subset) خاصی از ژن‌ها در کلیه و زیرمجموعه‌ای دیگری در مغز و... فعال هستند.
حتی اگر دقیق‌تر شویم در هر تایپ سلولی وضعیت خاموش و روشن بودن ، یا بیان زیاد و کم ژن‌ها متفاوت است. با این مقدمه می‌توان تصور کرد که مدل‌های مختص زمینه (Context-specific) یا مختص بافت tissue-specific و یا مختص سلول cell-specific در صدد چه هستند. نکاتی درباره‌ی ساخت این مدل‌ها در دو پلتفرم Cobra Toolbox و Cobrapy در ویدئو گفته شده است.

https://opencobra.github.io/cobratoolbox/stable/tutorials/tutorialExtractionTrannoscriptomic.html

«فایل صوتی»
╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

صحبتم را با داستان متابولیسم آغاز کردم، بد نیست در اواخر آن هم کمی داستان بگوییم. داستان نهفته در این تصویر از Introduction to Bioinformatics , Fourth Edition , Arthur M.Lesk, OXFORD, p 77-78. BOX 1.13 است

جیمز واتسون (یکی از کاشفان مارپیچ دوگانه DNA) در برهه ای مبتلا به فشار خون بالا شده و پزشکان برایش یک داروی بتابلاکر تجویز می کنند. بتابلاکرها مسدودکنندهٔ «گیرندهٔ آدرنرژیک بتا» هستند. (پروپرانولول معروف از این دسته است). دانشمند داستان ما بعد از مصرف دارو احساس خواب آلودگی غیرعادی می کند. پس از توالی یابی ژنوم واتسون معلوم می شود که یک واریانت از ژن P450 او هموزیگوس است (یعنی دو آللش یکسان هستند) که در نتیجه ی این هموزیگوس بودن، «متابولیسم» داروی فوق الذکر کند می شود. به زبان کار ما شار (flux) واکنش ( یا واکنش هایی) که موجب متابولیزه شدن دارو می شود، کاهش یافته است. حالا یک استراتژی می توانست این باشد که دارو را با دارویی که متابولیسم آن در این شرایط کند نمی شود جایگزین کنند، اما در این مورد با کاهش دوز دارو این مشکل برطرف شده است. یکی از کاربردهای مدل سازی متابولیک میتواند بررسی رفتار شبکه در حین برخورد با یک کتابخانه ی عظیم از داروها باشد به طوری که فلاکسوم شبکه (=توزیع شارهای شبکه) برای هر دارو (و یا حتی ترکیبی از آن ها ) محاسبه و با هم مقایسه شود و به این صورت کاندیدهایی برای بررسی در شرایط آزمایشگاهی انتخاب شوند. و به همین ترتیب نتایج کار آزمایشگاهی (چه با پیش بینی مدل همخوان باشند چه نه ) میتوانند در تصحیح مدل اولیه در یک گردش کار تکرار شونده (iterative) کمک کار باشند.

مثال دوم این عکس هم در مورد دانشمند دیگری از دانشگاه استنفورد است که با توالی یابی ژنوم خودش توانسته خطر دیابت نوع دوم را تشخیص داده و با تغییر سبک زندگی آن را کنترل کند. میتوانید داستان را از زبان خودش بشنوید : https://www.youtube.com/watch?v=DCtBLewRvjM .
در ارتباط مورد دوم با مدل سازی متابولیک همین بس که دیابت نوع دو هم جز اختلالات متابولیک محسوب شده و چنین مقالاتی https://www.nature.com/articles/s41540-022-00261-6 هنوز (2023) درباره ی آن منتشر می شود. در پایان با کمال خوشوقتی اعلام می شود که جیمز واتسون با 96 و میشائیل اسنایدر با 69 سال (احتمالا بدون هماهنگی قبلی) هر دو به خوبی و خوشی در حال زندگی هستند. این بود داستان نسبتا مرتبط ما!


╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

کنفرانس : مبحثی در زیست‌شناسی سامانه‌ها: مدل‌سازی متابولیک و کاربرد هوش مصنوعی در آن

با حضور : جناب آقای کاووسی

بخش دهم و پایانی : خب در عنوان ارائه هوش مصنوعی آمده بود، و امروز کجاست که نیامده باشد از ادبیات تا ریاضی و از زیست تا هنر. همه‌جا نامش هست. تقریبا از مرحله‌ی صفر یعنی آنجایی که میخواهیم مدل متابولیک را از داده‌های ژنومی بسازیم ، تا وقتی می‌خواهیم محیط کشت یا رژیم تغذیه طراحی کنیم، و یا وقتی می‌خواهیم مسئله‌ی تعریف شده توسط FBA را حل کنیم و به فلاکسوم دسترسی یابیم، و همچنین وقتی می‌خواهیم زیست توده ، یک یا مجموعه‌ای از واکنش‌ها را بهینه(کمینه یا بیشینه) کنیم، و... پای هوش مصنوعی «می‌تواند» به میان بیاید.
هر چند از کیفیت این ویدئوی آخر که قرار بود پایان بندی ارائه‌ام باشد و در رابطه با هوش مصنوعی و متابولیک مدلینگ ، راضی نیستم، اما به دلیل تنگی وقت فعلا به همین مقدار بسنده می‌کنم. با این عبارت تکراری که به پایان آمد این دفتر اما حکایت به شدت ‌و همچنان باقی است. بعد از این پیام کتاب پالسون را برای علاقه‌مندان ارسال کرده و منتظر پرسش و پاسخ احتمالی خواهم بود.

«فایل صوتی»

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

کنفرانس : مبحثی در زیست‌شناسی سامانه‌ها: مدل‌سازی متابولیک و کاربرد هوش مصنوعی در آن ( مجموعه ی 10 قسمت ) کامل

با حضور : جناب آقای کاووسی 
دانشجوی دکتری بیوتکنولوژی کشاورزی  علاقه‌مند و فعال در حوزه‌ی زیست‌شناسی سامانه‌ها (systems biology) دانشگاه  تربیت مدرس

گروه: «Scientific Discourse»

«فایل صوتی»

«کنفرانس اصلی (بدون ویرایش)»

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

زیست‌شناسی کوانتومی | جهت‌یابی کوانتومی موجودات زنده(+)

یکی از عجیب‌ترین توانایی‌های بعضی حیوانات، توانایی جهت‌یابی دقیق در مسیرهای طولانیه.
پرندگانی مثل سینه‌سرخ، پروانه‌هایی مثل مهاجر مونارک، و حتی برخی باکتری‌ها، می‌تونن میدان مغناطیسی زمین رو تشخیص بدن و از اون برای پیدا کردن مسیر خودشون استفاده کنن...

«فایل صوتی»

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

زیست شناسی کوانتومی| نقش فیزیک کوانتوم در حل معمای بویایی جانوران(+)

«فایل صوتی»

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

زیست‌شناسی کوانتومی | هوشیاری و کوانتوم(+)

«فایل صوتی»
╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

آیا هوش مصنوعی ما را در اتاق پژواک زندانی می‌کند؟(+)

الگوریتم‌های هوش مصنوعی دقیقاً می‌دانند چه محتوایی را به ما نشان دهند اما این دقت گاهی ما را در دنیایی بسته و یکنواخت قرار می‌دهد: اتاق پژواکی.
چطور این اتاق‌های دیجیتال شکل می‌گیرند و چه تأثیری بر افکار و تصمیمات ما دارند؟
در این ویدئو به پشت‌پرده‌ی این ماجرا سر می‌زنیم

«فایل صوتی»

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

نقش مهم میوه و سبزی در پیشگیری از آلزایمر (→)

دکتر حمید سجاد متخصص بیماریهای داخلی

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

هشدار جدی! الکل چجوری می‌تونه ما رو به سمت دیابت ببره؟ دکتر بابک جمالیان (→)

هممون میدونیم که الکل برای سلامتی مضره. اما آیا میدونستید که الکل میتونه مستقیماً شما رو به سمت دیابت ببره؟ در این ویدیو میخوام بهتون بگم الکل چطور مثل یک شمشیر دو لبه عمل میکنه و چطور میتونه هم باعث افت خطرناک قند خون و هم در درازمدت منجر به دیابت بشه.…

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

چهارده نکته‌ی کمتر شناخته‌شده در بهداشت دهان و دندان (→)

برخی افراد با اینکه مراقب سلامت‌شان هستند، اما در نهایت «دهان‌شان سرویس» می‌شود! منظورمان به معنی واقعی کلمه‌، خود دهان است.

اغلب ما از رابطه‌ی سلامت بدن با بهداشت دهان بی‌اطلاعیم و بدتر اینکه با نکات کلیدی مراقبت…

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

ارتباط مصرف گوشت قرمز با خطر بیماریهای قلبی عروقی (→)

دکتر حمید سجاد متخصص بیماریهای داخلی

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

نکاتی مهم در رابطه با ورزش و تغذیه(→)

گفتگویی‌جذاب بین خانم شهره ( مربی و کارشناس ورزش) و دکتر بابک جمالیان ( متخصص پزشکی خانواده ) در رابطه با تغذیه و ورزش و نکاتی که دانستن آنها برای عموم‌مفید است.

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═

چرا کمبود امگا ۳ مثل این است که سیگار بکشیم؟ (→)

دکتر علی اصغر هنرمند

امگا۳ یک اسید چرب ضروری است که همه می‌دانیم مصرف آن «مهم» است. اما در عمل اکثر افراد از اهمیت «واقعی‌اش» اطلاع ندارند و ۸۰ درصد جامعه دچار کمبودش هستند! در اینجا با پرسش‌های رایج، نحوه‌‌ی مصرف، اهمیت و راهنمای تامین آن آشنا می‌شویم.…

╔═.🍃.══════╗
   🆔 @Discourseees
╚══════.🍃.═